|요약|

호밀풀을 시험재로 사용하여 32개 트레이를 이용한 매트릭스 재배법으로 LED 백색광 조건에서 재배한 호밀풀의 파종 밀도(트레이당 7개, 14개)가 3회 수확(17일, 34일, 51일)에 미치는 영향을 연구하였다. 연구 결과, 호밀풀은 LED 백색광 조건에서 정상적으로 생장하였고, 수확 후 재생 속도가 빨라 여러 차례 수확이 가능하였다. 파종 밀도는 수확량에 유의미한 영향을 미쳤으며, 3회 수확 모두에서 트레이당 14개 파종 밀도의 수확량이 트레이당 7개 파종 밀도보다 높았다. 두 파종 밀도 모두 수확량은 초기에는 감소하다가 이후 증가하는 경향을 보였다. 트레이당 7개와 14개 파종 밀도의 총 수확량은 각각 11.11kg/㎡와 15.51kg/㎡로, 상업적 활용 가능성이 있는 것으로 나타났다.

재료 및 방법

시험 재료 및 방법

식물 공장의 온도는 24±2°C, 상대 습도는 35%~50%, CO2 농도는 500±50 μmol/mol이었다. 조명으로는 49cm×49cm 크기의 백색 LED 패널 조명을 사용했으며, 패널 조명은 모종 트레이 위 40cm 높이에 설치했다. 배양토는 피트모스, 펄라이트, 질석을 3:1:1의 비율로 혼합하고, 증류수를 첨가하여 고르게 섞은 후 수분 함량을 55%~60%로 조절했다. 배양토가 물을 충분히 흡수할 때까지 2~3시간 동안 방치한 후, 54cm×28cm 크기의 32홀 모종판에 고르게 채워 넣었다. 파종할 씨앗은 통통하고 크기가 균일한 것을 선택했다.

테스트 설계

백색 LED의 광도는 350 μmol/(㎡/s)로 설정하였고, 스펙트럼 분포는 그림과 같다. 광주기는 16시간/8시간이며, 광주기는 오전 5시부터 오후 9시까지이다. 파종 밀도는 구멍당 7알과 14알 두 가지로 설정하였다. 본 실험에서는 2021년 11월 2일에 파종하였다. 파종 후 암조건에서 재배하였고, 11월 5일부터 조명을 시작했다. 광 재배 기간 동안 모판에 호글랜드 영양액을 첨가하였다.

LED 백색광 스펙트럼

수확 지표 및 방법

식물의 평균 높이가 패널 조명의 높이에 도달하면 수확하는 것을 관찰했습니다. 17일 간격으로 각각 11월 22일, 12월 9일, 12월 26일에 수확했습니다. 그루터기 높이는 2.5±0.5cm였으며, 수확 시 3개의 구멍에서 식물을 무작위로 선택하여 수확한 라이그래스의 무게를 측정하고 기록했으며, 제곱미터당 수확량은 공식 (1)에 따라 계산했습니다. 수확량 W는 각 수확 그루터기의 누적 생중량입니다.

수율=(W×32)/0.1512/1000(kg/㎡)

(판면적=0.54×0.28=0.1512㎡) (1)

결과 및 분석

평균 수확량 측면에서 두 재식 밀도의 수확량 추세는 첫 번째 작물 > 세 번째 작물 > 두 번째 작물 순이었으며, 각각 24.7g > 15.41g > 12.35g(구멍당 7알), 36.6g > 19.72g, ＞16.98g(구멍당 14꼬투리)이었다. 첫 번째 작물의 수확량에서는 두 재식 밀도 간에 유의미한 차이가 있었지만, 두 번째, 세 번째 작물 및 총 수확량에서는 유의미한 차이가 없었다.

파종량 및 그루터기 제거 시기가 라이그래스 수확량에 미치는 영향

파종량에 따라 생산 주기를 계산한 결과, 1회 파종은 20일, 2회 파종은 37일, 3회 파종은 54일이었다. 파종 밀도가 구멍당 7알일 때 수확량이 가장 낮아 5.23kg/㎡에 불과했다. 파종 밀도가 구멍당 14알일 때 3회 파종으로 총 수확량은 15.51kg/㎡로, 구멍당 7알씩 1회 파종했을 때의 약 3배에 달했으며, 다른 파종 밀도에 비해 유의미한 차이를 보였다. 3회 파종의 생육 주기는 1회 파종의 2.7배였지만, 수확량은 1회 파종의 약 2배에 그쳤다. 파종 밀도가 구멍당 7알씩 3회 파종하는 것과 구멍당 14알씩 2회 파종하는 것의 수확량 차이는 크지 않았지만, 생산 주기는 17일 차이가 났다. 파종 밀도를 구멍당 14알로 한 번 파종했을 때의 수확량은 구멍당 7알로 한 번 또는 두 번 파종했을 때와 유의미한 차이가 없었다.

두 가지 파종량으로 1~3회 예초한 라이그래스의 수확량

생산 과정에서 단위 면적당 생산량을 늘리기 위해서는 적절한 재배대 수, 재배대 높이, 파종량을 설계해야 하며, 제품 품질 향상을 위해서는 적시에 예초하고 영양가를 평가해야 합니다. 종자, 노동력, 생초 저장 비용 등 경제적 비용 또한 고려해야 합니다. 현재 목초 산업은 불완전한 제품 유통 시스템과 낮은 상업화 수준이라는 문제에 직면해 있습니다. 생산된 목초는 지역적으로만 유통되어 전국적인 목초-가축 연계 생산을 실현하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 식물 공장 생산은 라이그라스의 수확 주기를 단축하고 단위 면적당 생산량을 향상시키며 연간 생초 공급을 가능하게 할 뿐만 아니라, 축산업의 지리적 분포와 산업 규모에 맞춰 공장을 건설하여 물류 비용을 절감할 수 있습니다.

요약

요약하자면, LED 조명 아래에서 라이그래스를 재배하는 것은 실현 가능합니다. 구멍당 7알과 14알의 파종 밀도에서 얻은 수확량은 모두 첫 번째 작물보다 높았으며, 초기에는 감소하다가 이후 증가하는 동일한 추세를 보였습니다. 두 파종 밀도에서 54일째 수확량은 각각 11.11kg/㎡와 15.51kg/㎡에 달했습니다. 따라서 식물 공장에서 라이그래스를 생산하는 것은 상업적 적용 가능성이 있습니다.

저자: Yanqi Chen, Wenke Liu.

인용 정보:

Yanqi Chen, Wenke Liu. LED 백색광 하에서 파종량이 라이그래스 수확량에 미치는 영향[J]. 농업공학기술, 2022, 42(4): 26-28.